[发明专利]一种生物活性骨组织工程材料的制备方法

说明书

技术领域 

本发明属于生物材料领域，涉及骨组织修复材料，特别涉及一种生物活性骨组织工程材料及其制备方法。 

背景技术

自20世纪80年代Robert Langer和Joseph P Vacanti首次提出“组织工程学”概念后，为众多的组织缺损、器官功能衰竭病人带来希望，引起了国内外学者广泛关注。骨组织工程材料的发展，从机体对材料的反应性来看，经历了20世纪60～70年代的生物惰性材料、上个世纪末的生物反应性材料、以及促进组织再生性的生物活性材料三个阶段。对于骨组织工程材料的研究，目前主要集中在生物反应性材料以及其制备方法学的研究，而对于促进组织再生的生物活性材料的研究较少。生物活性材料是指具有可降解和高度生物活性，能够激活预修复组织细胞基因的表达，提高细胞的增殖和分化；主动诱导、激发组织器官再生，实现人体缺损组织器官的再生和重现的生物材料。 

骨组织工程材料由无机和有机材料两部分组成，本发明无机材料采用生物陶瓷类，有机材料采用修饰后的天然高分子类材料。丝素蛋白由蚕茧或蚕丝经脱胶、溶解、透析及冷冻干燥获得，具有较好的组织相容性、可控的生物降解性、优良的机械性能、较少的免疫原性以及特定的化学组成，被广泛应用于眼角膜、血管、人造皮肤、韧带及骨等组织工程领域。研究发现，通过磺酸化丝素蛋白有高度的生物学活性，能够激活预修复组织细胞的基因表达，提高细胞的增值和分化。羟基磷灰石是一种生物活性陶瓷，与人体骨的Ca/P比与其极为相似，具有良好的骨传导性和生物活性，并且相态比较稳定，无毒副作用，而非晶态的羟基磷灰石具有一定的溶解性，可以提高材料及组织周围钙、磷的含量，促进骨细胞及组织生成。根据以上研究结果，本发明采用磺酸化丝素蛋白和非晶态的羟基磷灰石为原料，制备骨修复多孔支架材料。 

目前，2009年我国专利CN101502672A公开了羟基磷灰石/丝素蛋白多孔支架的制备方法，采用的是戊二醛交联丝素蛋白和羟基磷灰石，然后冻融两次并干燥获得多孔支架材料，对骨组织修复材料的性能有所改善。2011年专利CN102302804A公开了羟基磷灰石基生物复合支架及组织工程骨，采用粒子沥滤结合冷冻干燥制备了生物反应性骨修复材料，制备出可降解的骨修复材料。然而，骨修复材料的研究主要集中在第二代骨修复材料中制备方法学的研究，生物活性材料的研究报道甚少。因此，以具有生物活性的磺酸化丝素蛋白为基材制 备组织工程多孔支架材料，提高软骨修复材料的生物活性，对骨组织工程材料的开发具有十分重要的意义。 

发明内容

解解决的技术问题：针对上述现有技术不足，为了提高骨组织工程材料自身的生物活性，本发明拟采用添加少量羟基磷灰石作为晶核，与磺酸化丝素蛋白进行混合，通过冷冻干燥方法制备多孔骨修复材料，进一步促进骨组织的再生，主动诱导、激发组织器官再生，实现人体缺损组织器官的再生和重现的生物材料。 

技术方案： 

一种生物活性骨组织工程材料的制备方法，制备步骤为：移取10～100mg/mL的非晶形纳米羟基磷灰石溶液，超声波分散30min～1h，将丝素蛋白和磺酸化丝素蛋白溶解在羟基磷灰石溶液中，混匀，使溶液中总蛋白的质量百分比浓度为1～20％，无机非结晶羟基磷灰石的质量百分比浓度为0.01～5％；0～4℃预冷1～5h，混匀；-20～-70℃预冻6h～24h，-40～-80℃冷冻干燥，获得生物活性骨组织工程材料。 

所述丝素蛋白和磺酸化丝素蛋白的质量比为1：（7～0.25）。 

有益效果： 

（1）本发明制备生物活性软骨组织修复多孔复合支架，以无晶形的羟基磷灰石为核可以更好促进新骨细胞及组织的再生。 

（2）本发明制备生物活性软骨组织修复多孔复合支架过程简单，无毒害物质残留，易于操作，孔与孔之间连接性较好，孔隙率较高，满足骨修复材料的要求。 

（3）本发明制备生物活性软骨组织修复多孔复合支架，通过磺酸化丝素蛋白的引入，获得具有可降解和高度生物活性，能够激活预修复组织细胞的基因表达，提高细胞的增殖和分化；主动诱导、激发组织器官再生，实现人体缺损组织器官的再生和重现的生物材料，引入生物活性骨修复材料的概念。 

附图说明

图1磺酸化丝素蛋白的分子结构特征； 

图2多孔复合支架材料照片； 

图3多孔复合支架材料SEM分析； 

图4多孔复合支架材料FTIR分析。 

具体实施方式